All-2D spin-orbitronics för effektiva magnetiska minnen

Projekttitel: All-2D spin-orbitronics för effektiva magnetiska minnen
Huvudsökande: Biplab Sanyal, avdelningen för materialteori
Beviljade medel: 3 700 000 SEK för perioden 2023-2026

Inom forskningsområdet spinntronik har spinn-banvridmoment genererat av spinn Hall-effekten eller gränssnittseffekten Rashba-Edelstein gett upphov till en ny teknologi för magnetiseringsomkoppling som erbjuder snabbare dynamik och bättre uthållighet. Däremot saknas teoretisk analys för att förklara en stor mängd experimentella data. Här kommer vi att bygga upp en ab initio beräkningsram för att beräkna spinn Hall-konduktivitet för realistiska gränssnittsgeometrier erhållna från densitetsfunktionsteori och Wannier-funktioner, som kommer att valideras experimentellt. Evolutionär strukturförutsägelsealgoritm kommer att användas för generering av nya 2D-material följt av undersökning av deras stabilitet och topologiska egenskaper för att bygga upp en databas med lämpliga 2D-material. 2D-ferromagneter kommer att karakteriseras genom att ta hänsyn till elektronkorrelation och komplexa magnetiska utbytesinteraktioner. För heterostrukturerna kommer många kroppsstörningsteorier att användas för att studera svaga dielektriska skärmningseffekter vid gränssnittet mellan 2D-material tillsammans med tidsomkastande symmetribrott i topologiskt skyddade tillstånd i närvaro av magnetisering utanför planet av ferromagneten. Slutligen kommer magnetiseringsomkoppling att studeras med hjälp av Landau-Lifshitz-Gilbert spinndynamiksimuleringar i nuvarande spinn-banvridmoment. Vår gemensamma teoretiska och experimentella studie kommer att ge en gedigen förståelse av materialaspekter av vridmoment i rotationsbanan och främja utvecklingen av en ”helt 2D” nanoenhet.